泸州马庙水库自动化监测方案

马庙水库按SL252-2000标准工程等级为三等水利枢纽工程，主建筑物为三级，次要建筑物为四级。马庙水库于1958年8月2日动工修建，于1977年完工。水库大坝为均质土坝，坝顶高程443.50m，最大坝高23.3m，坝项长147m，坝顶宽5m，总库容为1540万立方米，为中型水库。

为确保下游安全，需进行长期自动化监测。大坝安全监测是通过仪器观测和人工的现场检查监视，对大坝坝体、坝肩、近坝区岸坡及坝周围环境所作的测量及观察，通过合理的计算和分析对工程的工作状态进行评估，对工程未来形态进行预报，以确保工程的安全，兼顾有改进工程设计、提高施工技术、进行科学研究等作用。

传统的半自动监测方法受观测时间长，人员技术要求高，人工成本高等因素影响，无法满足要求。运用测量机器人自动化监测是一种新型监测模式。这种方式自动化程度高、劳动强度较低、精度高，具有很高的性价比。

本次监测系统主要由现场的监测仪器、采集测控单元，通讯装置、计算机及其相应的监测软件等构成，利用该套监测系统实现全天24小时无人值守的实时变形监测。

投入监测仪器设备一览表

基准点和监测点的布置与埋设

基准点作为监测工作实施的基础和参照，根据现场监测需求基准点共埋设3个，分别位于距离坝体较远的稳固山体，开挖至基岩后用钢筋混凝土浇筑，并且互相通视。大坝总共布设15个监测点，分5列3行，每行5个监测点均匀分布在坝体，如下图：

▲监测点分布图

▲基准点和监测点分布图

监测系统构成及监测方法

系统包括监测单元、控制通讯单元、服务器管理单元和用户交互单元。

1）监测单元：

由测量机器人、基准点和监测点棱镜、传感器等常规监测设备组成的原始监测数据采集单元。高精度、高质量的监测设备，科学合理的安装部署方案是该单元采集高精度的原始监测数据的必备条件。

2）控制单元：

监测自动化的核心单元。其功能包括：监测设备的电源供给和控制、监测设备的测量控制和数据读取、服务器远程通讯和数据上传，设置完成后能独立控制监测设备完成自动化监测的测量全过程。

3）服务器管理单元：

LTMOS软件采用云端服务器。打开网站输入账号密码登录即可，其功能包括：监测点的配置管理，原始数据的接收、解算和存储。LTMOS的先进算法，能有效剔除粗差，并将气象传感器的数据带入解算，有效的保证监测系统输出数据的精度。

4）用户交互单元：

便捷、友好、高度集成。客户只需要在浏览器就完成系统管理、数据查看、数据分析、生成报表等所有日常监测系统工作，简单智能，极大的提高了客户的工作效率。

系统构成框架示意图

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数据可视化分析

LTMOS提供界面友好的数据可视化分析，凸显自动化实时化监测的成果，为决策提供实时、直观、丰富的数据分析网页界面简单整洁，操作简单易懂，随时随地通过手机，平板，笔记本电脑都可以给全站仪更改指令，查询监测数据。

监测的成果可以显示坐标，也可以显示图形并且支持数据导出EXCEL格式，提供实时、直观、丰富的数据分析。

▲监测数据浏览图

▲点位变化曲线图

马庙水库自动化监测已经持续进行了四年，各期观测过程严格按照相关规范技术标准执行，观测成果准确、真实、有效。监测过程中，监测基点、监测点保存完好。观测在固定观测人员、固定仪器设备、固定观测方法和路线、基本固定观测时段、固定数据处理方法（“五固定”）的情况下，有效规避了系统误差对位移监测的影响，获得了满足技术规范要求的较高精度的观测数据。